Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время стремительно растет объем применения упаковки из гофрированного картона для самой разнообразной продукции. Однако высокие объемы производства не всегда гарантируют заданный уровень требований к качеству выпускаемой продукции. Отличительной особенностью гофрированного картона являются значительные колебания механических показателей от действия влаги. Высокая гигроскопичность гофрированного картона не позволяет обеспечивать сохранение структуры и геометрии упаковки и, как следствие, ведет к потерям упаковываемой продукции. Поэтому в современных технологиях целесообразным является применение процессов придания гофрированному картону и его исходным компонентам механической прочности и влагостойкости. Среди основных способов упрочнения гофрированного картона можно выделить: импрегнирование; поверхностную обработку полимерными пленками; дублирование гофрированного слоя синтетическими клеевыми дисперсиями, термопластичными смолами, полимерными пленками из которых наиболее перспективным представляется покрытие полимерными пленками. Несмотря на имеющиеся в технической литературе данные о способах упрочнения гофрированного картона, теоретически и экспериментально обоснованных доказательств о механизмах изменения комплекса механических, барьерных, адгезионных и технологических свойств целлюлозно-бумажных материалов при поверхностной обработке полимерными материалами нет.
Одним из перспективных направлений в современном материаловедении является модифицирование свойств диэлектриков с помощью воздействия электрического поля, например, электретирование. Имеются данные, что полимерные упаковочные материалы на основе электретов способны продлевать срок хранения ряда пищевых продуктов. Однако нет электретов на основе целлюлозно-бумажных материалах, что может быть перспективным с точки зрения создания активной упаковки на основе относительно дешевых и распространенных материалов. Как следствие нет и сведений о влиянии электретного состояния целлюлозно-бумажных диэлектриков на комплекс их свойств.
Изучение поверхностных явлений при процессах обработки полимерными материалами и электретировании, а также установление зависимостей между исходными характеристиками полимеров и физико-механическими свойствами целлюлозно-бумажных материалов позволит управлять качеством гофрированного картона с целью получения упаковки с заданными свойствами.
Таким образом, целью настоящей работы явилось создание гофрированного картона с поверхностной обработкой термопластичными полимерами и электретными свойствами и исследование влияния модифицирования поверхности на физико-механические свойства целлюлозно-бумажных материалов.
Для достижения поставленной цели были определены и решены следующие задачи:
- создать гофрированный картон с поверхностной обработкой термопластичными полимерами;
- изучить влияние поверхностной обработки на физико-механические свойства гофрированного картона и картона для плоских слоев;
- создать электреты на основе гофрированного картона с поверхностной обработкой полимерными материалами и оценить его электретные свойства;
- изучить проявление электретного эффекта на показатели качества комбинированного материала;
- предложить новую технологию изготовления гофрированного картона с поверхностной обработкой и электретированного в условиях традиционного процесса технологического производства гофрированного картона.
Научная новизна работы. Создан и научно обоснован целлюлозно-бумажный материал с повышенными влагопрочными, барьерными, прочностными и адгезионными характеристиками – картон для плоских слоев и гофрированный картон с поверхностной обработкой парафиновой смесью или термопластичными полимерами (полиэтиленом, полипропиленом и сополимером этилена с винилацетатом), что связано с проникновением полимера в межволоконное пространство целлюлозно- бумажного материала и образованием дополнительного барьерного слоя.
Установлено, что электретный эффект оказывает положительное влияние на механические и адгезионные свойства гофрированного картона как в сухой, так и во влажной среде, обусловленное ориентацией структурных элементов целлюлозно-бумажного материала в электрическом поле при его электретировании.
Практическая ценность работы. По результатам работы разработан комбинированный материал на основе гофрированного картона и полимерных материалов с улучшенными показателями качества, который может найти широкое применение в традиционных и новых областях применения. Имеется акт о выполнении лабораторных испытаний ОАО «Хитон» о том, что разработанные композиции гофрированного картона с поверхностной обработкой полимерными покрытиями показали улучшенные значения физико-механических и барьерных показателей качества и могут быть рекомендованы для внедрения операции поверхностной обработки полимерными покрытиями в технологический процесс изготовления гофрированного картона.
Предложены новые технологии получения гофрированного картона с поверхностной обработкой термопластичными полимерами и электретированного гофрированного картона.
Возможность производства гофрированного картона с поверхностной обработкой полимерными материалами подтверждена актом испытаний ОАО «Хитон».
Эффективность применения ящиков из гофрокартона с поверхностной обработкой полипропиленом для упаковки мороженного подтверждена актом опытно-промышленных испытаний ООО «Ак Барс Логистика».
